Linuxカーネル - kthreadがセマフォーを待つのを止めるには？

Question

Linuxカーネルモジュールの作成中に、セマフォがロック解除されるのを待つ間に起きることができないkthreadに関する問題に直面しました。これにより、モジュールをアンロードしようとするとスレッドが止まらなくなり、rmmodがフリーズします。

ご注意：注：このモジュールは3.10カーネルで動作します。これを新しいバージョン（3.10カーネルを搭載した在庫CentOS 7で稼動する顧客の要求）に更新する方法はありません。

以下は、モジュールのソースコードから興味深い部分です。シンプルなプロデューサの消費者問題です。リストのサイズに制限はなく（したがって、プロデューサセマフォは不要です）、ミューテックスによって保護されています。リストから何かを取る機能は、プロデューサによってアップされ、消費者が落としたセマフォによって保護されます。プロデューサ関数は、このコードスニペットには表示されていない外部イベント（実際にはcharデバイス）から呼び出され、できるだけ小さくします。モジュールのアンロードを除いて、プロセスは完全に機能します。

フリーズの原因となる部分には、コードスニペットにコメントが付きます。私がkthreadを停止するために知っている唯一の方法は、kthread_stopを呼び出すことです。この場合は、スリープしているスレッドを目覚めることができないため、失敗します。スレッドが終了するのを待つので、呼び出しは返されず、モジュールはアンロードされません。

セマフォがモジュールを正常にアンロードするのを待つkthreadを起動して停止するにはどうすればよいですか？

List実装：

#include <linux/mutex.h> 
#include <linux/list.h> 
#include <linux/semaphore.h> 

static LIST_HEAD(list); 
DEFINE_MUTEX(list_lock); 
DEFINE_SEMAPHORE(sem_list_consumer); 

void add_to_list(struct *some_struct) { 
    int rv = mutex_lock_interruptible(&list_lock); 
    if(rv != 0) { 
     return; 
    } 

    list_add(&some_struct->list, &list); 
    mutex_unlock(&list_lock); 
    up(&sem_list_consumer); 
} 

struct some_struct * take_from_list() { 
    int rv; 
    some_struct *entry; 

    /* this is where the kthread will freeze when module is unloaded */ 
    rv = down_interruptible(&sem_list_consumer); 
    if(rv != 0) { 
     return NULL; 
    } 

    rv = mutex_lock_interruptible(&list_lock); 
    if(rv != 0) { 
     up(&sem_list_consumer); 
     return NULL; 
    } 

    if (list_empty(&list)) { 
     mutex_unlock(&list_lock); 
     return NULL; 
    } else { 
     entry = list_last_entry(&list, struct some_struct, list); 
     if (entry) { 
      list_del(&entry->list); 
     } 
    } 

    mutex_unlock(&list_lock); 
    return entry; 
} 

消費者kthread実装：

#include <linux/kthread.h> 
#include <linux/sched.h> 

int consumer_kthread(void *data) { 
    struct some_struct *entry; 

    set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE); 
    while (!kthread_should_stop()) { 
     /* Here the function including the semaphore is called */ 
     entry = take_from_list(); 
     if(entry != NULL) { 
      /* Do something with 'entry' here */ 
     } else { 
      /* Some handling of returned NULL pointers */ 
     } 

     set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE); 
    } 
    set_current_state(TASK_RUNNING); 

    return 0; 
} 

モジュールの実装：

#include <linux/init.h> 
#include <linux/kthread.h> 
#include <linux/module.h> 
#include <linux/sched.h> 

static struct task_struct *consumer_task; 

static int __init initModule(void) { 
    consumer_task = kthread_run(consumer_kthread, NULL, "list-consumer"); 

    return 0; 
} 

static void __exit exitModule(void) { 
    /* this call will cause rmmod to freeze forever */ 
    kthread_stop(consumer_task); 
} 

module_init(initModule); 
module_exit(exitModule); 

MODULE_LICENSE("GPL v2"); 
MODULE_DESCRIPTION("My Module"); 

Answer 1

不足しているコードは、この回答に教育的な推測しか使用できないことを意味します。ここで

はあなたの不足しているコードについての私の仮定です：take_from_listは有効なエントリを返す場合

1. 、consumer_kthreadはエントリーで何かをして、take_from_listにdown_interruptible(&sem_list_consumer)への呼び出しを一致させるためにup(&sem_list_consumer)を呼び出します。

2. NULL戻りtake_from_list場合、consumer_kthreadはNULLポインタのいくつかの処理を行い、そしてsem_list_consumerセマフォが元の状態にある前提としています。これらの仮定を考えると

それは時々最初up(&sem_list_consumer)を呼び出すことなくNULLを返すので、take_from_listにバグがあります。つまり、その後にtake_from_listを呼び出すと、信号によって中断されるまでdown_interruptible(&sem_list_consumer)への呼び出しがブロックされます。追加consumer_kthreadの不足しているコード内のいくつかの場所がある場合

struct some_struct * take_from_list() { 
    int rv; 
    some_struct *entry; 

    rv = down_interruptible(&sem_list_consumer); 
    if(rv != 0) { 
     return NULL; 
    } 

    rv = mutex_lock_interruptible(&list_lock); 
    if(rv != 0) { 
     up(&sem_list_consumer); 
     return NULL; 
    } 

    if (list_empty(&list)) { 
     mutex_unlock(&list_lock); 
     up(&sem_list_consumer); /* <-- this line was missing */ 
     return NULL; 
    } else { 
     entry = list_last_entry(&list, struct some_struct, list); 
     if (entry) { 
      list_del(&entry->list); 
     } 
    } 

    mutex_unlock(&list_lock); 
    return entry; 
} 

改正

：そのバグを修正するには、常にそれがNULLを返したときにそれを残した状態にセマフォを残すためにtake_from_listを変更自分自身を待ち行列に入れてスリープ状態に入るときは、起床条件にkthread_should_stop()への呼び出しを含める必要があります。ウェイクアップ条件は、他の条件（||）kthread_should_stop()によって満たされる必要があります。

exitModule関数のkthread_stop(condition_thread)を呼び出すと、消費者スレッドが起動します。イベントを待っている場合は、まず起床条件を確認し、条件が満たされていない場合はスリープ状態に戻ります。可能な起床条件の1つとしてkthread_should_stop()を含めることによって、消費者スレッドがすぐにスリープ状態に戻らないことを保証します。

Answer 2

あなたは、待機中のプロセスを送信する必要がありますシグナル。プロセスはTASK_INTERRUPTABLEからTASK_RUNNINGに変更され、スケジュールされ、EINTRを返すdown_interruptableで実行されます。